Ученые изобрели новые нанофильтры, разделяющие жидкости и газы с огромной точностью

Химики из университета Миннесоты научились синтезировать цеолитные нанолисты, фильтрующие жидкости и газы. Фильтрация происходит за счет мельчайших пор, размером с молекулу. Новые нанофильтры дешевле, их проще синтезировать и они обладают большей разделительной способностью, чем их аналоги. такие нанофильтры могут найти применение в огромном количестве областей, от отчистки топлива до фармацевтики.

“Мы разработали процесс роста микрокристаллов цеолитов, который быстрее, проще и дает более качественные нанофильтры, чем когда-либо прежде“, – считает Майкл Цапацис, профессор химии и материаловедения Университета Миннесоты.

На сегодняшний день большинство процессов химической и нефтехимической очистки основаны на тепловых процессах, таких как дистилляция. Эти процессы очень энергоемкие. Например, химическое разделение, основанное на дистилляции, составляет почти 5% от общего потребления энергии в Соединенных Штатах.

Несколько компаний и исследователей разрабатывают более энергоэффективные фильтры на основе мембран, которые могут отделять молекулы в зависимости от их размера и формы. Однако на сегодняшний день многоступенчатые процессы изготовления этих мембран являются дорогостоящими и трудномасштабируемыми, и коммерческое производство остается проблемой.

В своей работе исследователи открыли первый в своем роде, процесс прямого роста нанолистов. Ученые начинают с затравочных нанокристаллов, которые, потом начинают обростать плоским поясом цеолита. Лист получается большим по площади, очень тонким и растет только в двух измерениях. Примечательно то, что выростающие таким образом кристаллы очень однообразны по форме.